簡(jiǎn)述我國覆銅板用玻璃布的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展歷程

　　我國玻璃纖維工業(yè)延生于五十年代末期，六十年化初才逐步完善，建成獨(dú)立的工業(yè)體系。當(dāng)時(shí)，全部照搬前蘇聯(lián)玻璃纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)，采用石乳劑浸潤(rùn)劑，生產(chǎn)無堿玻璃纖維，用于玻璃纖維增強(qiáng)塑料（我國俗稱玻璃鋼），主要產(chǎn)品是電絕緣用層壓布，為軍工配套服務(wù)。直到六十年代中期，才逐步轉(zhuǎn)向民用。

　　無堿玻璃纖維之所以用于電絕緣，是因?yàn)樗哂幸幌盗袃?yōu)異特性，如在常態(tài)下，它的體積電阻率為1014~1015Ω·cm；在IMHz條件下，介電常數(shù)（ε）為6.6~6.2，介電損耗因數(shù)（tgδ）為2.0~1.0×10-3（IMHz）；熱膨脹系數(shù)為2.39×10-6mm/mm·℃；導(dǎo)熱系數(shù)為1.0W/m·k；它的吸濕率為0.2%，僅是棉花吸濕率的5%；它與樹脂結(jié)合后制成的復(fù)合材料，具有很高的拉伸強(qiáng)度等等。這些優(yōu)異的特性，使無堿玻璃纖維布逐步取代了大量的棉麻、絲綢織物及絕緣紙等一系列材料，發(fā)展成為絕緣材料中必不可少的基礎(chǔ)材料。

（1）誕生、成長(zhǎng)階段

　　我國電絕緣材料的傳統(tǒng)大宗產(chǎn)品，是各種厚度的層壓板，而玻璃布基覆銅板就是隨著科技進(jìn)步，根據(jù)市場(chǎng)需求研制出來的層壓板中的新秀。

　　由于玻璃布基覆銅板具有上述一系列優(yōu)異特性，目前已廣泛應(yīng)用于收音機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備及儀器及儀器儀表等項(xiàng)電子產(chǎn)品。

　　我國最早的覆銅板是采用電絕緣層壓板和銅箔復(fù)合制成的。六十年代初期，國營704廠及北京絕緣材料廠等主要絕緣材料廠，采用未漂白的浸漬纖維紙，浸以酚醛樹脂作芯料，再用浸有聚乙烯醇縮醛膠的玻璃布作表面層，制成一種復(fù)合型的覆銅板。接著，又研制出環(huán)氧酚醛型玻璃布基覆銅板，直到1974年，中科院計(jì)算所及704廠才先后研制成功產(chǎn)品性能相當(dāng)于G-10的以雙氰胺固化劑的環(huán)氧玻璃布基覆銅板。

　　當(dāng)時(shí)，我國國民經(jīng)濟(jì)處于調(diào)整階段，電子工業(yè)發(fā)展緩慢，對(duì)各類覆銅板的總需求量不大，其中對(duì)玻璃布基覆銅板的需求就更小，固此，我國玻璃纖維行業(yè)對(duì)此遲遲未排上研制日程。直到七十年代末期，我國國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整暫告結(jié)束，我國電子工業(yè)開始啟動(dòng)，黑白電視機(jī)、收錄機(jī)、音響、通訊設(shè)備等都有了較大的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)覆銅板用玻璃布的需求最急劇增加。若全部采用進(jìn)口玻璃布，因價(jià)格昂貴，導(dǎo)致電子產(chǎn)品成本大幅度上升，勢(shì)必影響電子產(chǎn)品的發(fā)展。為此，電子工業(yè)部向我國玻纖工業(yè)發(fā)出了緊急呼吁，這才引起了我國玻纖主管部門的重視，向主要玻纖生產(chǎn)廠家發(fā)出了研制覆銅板用玻璃基布的指示。

　　當(dāng)時(shí)全國數(shù)家主要玻纖生產(chǎn)廠家，都相繼投入了主要技術(shù)力量進(jìn)行研制。經(jīng)過一年的反復(fù)試驗(yàn)并改進(jìn)，1980年，四川省玻璃纖維廠率先研制成功厚度為0.1mm及0.14mm兩種規(guī)格的覆銅板用玻璃布，供國營704廠試用。

　　1981年，江西省九江玻纖廠研制成功厚度為0.13mm的覆銅板用玻璃布，接著于1983年又研制成功一種仿日本18K的玻璃布，即我國部頒標(biāo)準(zhǔn)的EW180玻璃布，相當(dāng)于美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的1528布，并通過了首級(jí)技術(shù)鑒定。

　　國產(chǎn)覆銅板用玻璃布誕生于八十年代初期，而成長(zhǎng)于整個(gè)八十年代。

　　進(jìn)入八十年代，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，促使我國覆銅板生產(chǎn)踏上新臺(tái)階。1978年，全國覆銅板的年產(chǎn)量只有1500噸，但到1984年躍升到5000~5500噸，提高了2.3~2.6倍，總共耗用各種規(guī)格的玻璃布3000~3400噸，其中除1500噸為進(jìn)口玻璃布外，其余1500~1900噸全部為國產(chǎn)玻璃布。

　　1984年，國家建材局銷給電子工業(yè)部的電絕緣用無堿玻璃布400萬米，704廠獨(dú)家就買去了390萬米。該廠是當(dāng)時(shí)我國覆銅板行業(yè)中技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)備最好、產(chǎn)量最高的“龍頭老大”企業(yè)，主導(dǎo)著我國覆銅板行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的新潮流。

　　當(dāng)時(shí)我國玻璃纖維行業(yè)與704廠聯(lián)系最密切、供貨數(shù)量最多的，要數(shù)四川省玻璃纖維廠。當(dāng)年，704廠為了確保覆銅板生產(chǎn)線的主要原料—玻璃布的正常供應(yīng)，在四川玻纖廠派了一個(gè)駐廠代表，專門料理發(fā)貨事宜。記得有一年，寶成鐵路因暴雨塌方，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸中斷，當(dāng)時(shí)，四川玻纖廠為了確保704廠的覆銅板生產(chǎn)線不致停產(chǎn)，冒著連日大雨，公路亦有塌方的危險(xiǎn)，派出了六輛卡車組成的“大蓬車隊(duì)”翻過秦嶺山脈，克服了沿途山路的重重險(xiǎn)阻，硬是將玻璃布送到了洛南，解決了燃眉之急。704廠對(duì)此深為感動(dòng)，從此兩家關(guān)系更為密切。四川玻纖廠覆銅板用玻璃布的年產(chǎn)量也因此逐年持續(xù)上升。1979年，該廠電絕緣層壓布的年產(chǎn)量只有363萬米，到1982年，僅0.1mm及0.14mm兩種規(guī)格的覆銅板用玻璃布就達(dá)到722萬米,1986年,繼續(xù)上升到917萬米,在全國玻纖行業(yè)名列前矛。

1.1初期生產(chǎn)工藝技術(shù)

　　無論是四川玻纖廠,還是九江玻纖廠,當(dāng)初生產(chǎn)覆銅板用玻璃布所用的經(jīng)、緯紗，都是采用坩堝法（亦稱球法）拉制成型，拉絲浸潤(rùn)劑均為石蠟乳劑，其主要組份為油、蠟類物質(zhì)。經(jīng)、緯紗均在捻線機(jī)上的加捻，捻度為80~120捻/米。四川玻纖廠當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的厚度為0.14mm玻璃布，其經(jīng)、緯紗的公制支數(shù)為40支，其單纖維直徑為7.98微米，在捻線機(jī)上并為2股。經(jīng)、緯密度為16×12根/cm。厚度為0.1mm玻璃布，其經(jīng)紗的公制支數(shù)為80支，單纖維直徑為5.65微米，同樣在捻線機(jī)上并為2股，緯紗則采用40支紗，不并股。經(jīng)、緯紗的密度為20×20根/ cm。

　　經(jīng)過加捻及并股的經(jīng)紗在整經(jīng)機(jī)上制面規(guī)定長(zhǎng)度的盤頭，再在有梭織機(jī)上織造成布，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，最后進(jìn)行脫蠟處理，即包裝入庫，匹長(zhǎng)為100~150米。

　　值得提出的是，當(dāng)年四川玻纖廠供給704廠的首批玻璃布是未脫蠟處理的，后業(yè)發(fā)現(xiàn)704廠將布買去后，自行采用燜燒法脫蠟處理，再在浸膠加工時(shí)在樹脂中加入1%的偶聯(lián)劑（此法稱為遷移法），但在浸膠壓制覆銅板時(shí)，真正粘附玻璃布表面的偶聯(lián)劑，卻微乎其微。為此，四川玻纖廠對(duì)704廠說，對(duì)玻璃布的再加工就讓我們來干吧！你們將布買去后直接使用就行了。于是，四川玻纖廠對(duì)704提供的燜燒爐圖紙進(jìn)行了造當(dāng)改進(jìn)并擴(kuò)大了容量，建了一座大型燜燒爐，玻璃布在燜燒爐中密封燜燒脫蠟后，再在表面處理機(jī)組上浸漬硅烷偶聯(lián)劑。此布經(jīng)704廠試用，感到比原用工藝大有提高。

1.2玻璃布存在主要品質(zhì)問題

　　1.2.1玻璃布原絲在拉制成型時(shí)，采用石蠟乳劑浸潤(rùn)劑，其主要組份為油蠟類物質(zhì)，它對(duì)布面與樹脂的粘結(jié)妨礙極大，幾乎起到了脫膜劑的作用。另外，除四川玻纖廠外，其它玻纖生產(chǎn)廠家一般不進(jìn)行脫蠟處理，個(gè)別生產(chǎn)廠家即使脫蠟，技術(shù)也不過關(guān)，造成脫蠟后布面有機(jī)物殘存量偏高，最后又沒有對(duì)布面進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑處理，導(dǎo)致板材經(jīng)水煮后出現(xiàn)大量白點(diǎn)，剝離強(qiáng)度低。

　　1.2.2玻璃布經(jīng)、緯紗的捻度都偏高，除四川玻纖廠的為50~80捻/米外，其余生產(chǎn)廠家都在80~120捻/米左右，而且還并成2股織造，故布面樹脂浸透性較差，造成板材層間粘結(jié)不良，出現(xiàn)微觀分層現(xiàn)象，存放一段時(shí)間后板面會(huì)生產(chǎn)生白斑，電阻率會(huì)下降2個(gè)數(shù)量級(jí)，受彎曲、剪切及沖擊力時(shí)，板材會(huì)層間開裂及劈裂。

　　1.2.3玻璃布的經(jīng)紗在整經(jīng)工序中沒有采用漿紗處理，又用有梭織機(jī)織造，故在織造過程中，經(jīng)、緯紗極易受織布機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)而摩擦起毛，導(dǎo)致布面在上膠過程中，產(chǎn)生許多微疙瘩，影響板材的外觀質(zhì)量。

　　1.2.4玻璃布在整經(jīng)工序中多采用分條或一次整經(jīng)工藝，造成經(jīng)紗的張力不勻，布面松緊不一，再加上紗線的捻度大，制成板材后殘余應(yīng)力大，造成板材后翹曲，嚴(yán)重者1m2的板材翹曲可達(dá)20mm以上，使覆銅板無法通過制造印制電路板及接插電子元件工序的自動(dòng)化流水作業(yè)線。

　　1.2.5玻璃布的幅寬只有990~1000mm，故上膠壓制后再裁邊，就不能制成1000mm寬的板材，另外，玻璃布的卷裝量也過小，只有100~150米，在上膠時(shí)每個(gè)接頭要損失6~7米，利用率偏低。

（2）提高、發(fā)展階段

　　九十年代初，隨著改革開放步伐的加速，國民經(jīng)濟(jì)飛躍發(fā)展，迎來了電子工業(yè)的春天。為了滿足覆銅板工業(yè)對(duì)電子布日益增漲的需要，我國玻璃纖維工業(yè)首次全套從日本引進(jìn)了一條電子級(jí)玻璃纖維生產(chǎn)線，于1990年6月建成投產(chǎn)。引進(jìn)時(shí)，年產(chǎn)量為4000噸，電子級(jí)玻璃布的年生產(chǎn)能力為800萬米，經(jīng)過1995及2000年兩次冷修擴(kuò)建，年產(chǎn)量達(dá)到8500噸，年產(chǎn)電子級(jí)玻璃布達(dá)到1800萬米。

　　進(jìn)入九十年代中期，我國電子級(jí)玻璃纖維工業(yè)蓬勃發(fā)展，一座座規(guī)模宏大、技術(shù)先進(jìn)的新廠相繼建成投產(chǎn)。

　　1997年，上海博舍工業(yè)有限公司與中國華原紡織集團(tuán)有限公司合作，在上海青浦中國紡織工業(yè)城，興建了一座電子級(jí)玻璃纖維織布工廠，年產(chǎn)7628電子布2500萬米。經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)擴(kuò)建，該廠現(xiàn)擁有日本津田駒噴氣織機(jī)近300臺(tái)，布匹卷裝量為2500~3000米，年生產(chǎn)能力達(dá)到6000萬米水平。

　　與此同時(shí)，香港建滔化工集團(tuán)在深圳龍華工業(yè)區(qū)興建了一座7628電子布織造工廠，年生產(chǎn)能力為3200萬米。經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)擴(kuò)建，該廠現(xiàn)擁有日本津駒噴氣織機(jī)528臺(tái)，年產(chǎn)7628電子布達(dá)到7800~9000萬米。

　　2000年初，由***宏仁企業(yè)集團(tuán)、上海聯(lián)和投資有限公司及新泰新技術(shù)公司共同集資興建的上海宏和電子材料有限公司織布工廠，在上?？禈蚬I(yè)區(qū)建成投產(chǎn)，年產(chǎn)7628電子布計(jì)4200萬米。經(jīng)過2001年下半年的生產(chǎn)擴(kuò)建，現(xiàn)擁有噴氣織布機(jī)400多臺(tái)，年產(chǎn)7628電子布達(dá)到7800萬米。

　　2002年2月底，重慶國際復(fù)合材料有限公司一條年產(chǎn)2萬噸級(jí)無堿玻璃纖維池窯拉絲生產(chǎn)線順利點(diǎn)火，于3月中旬正式投入生產(chǎn)?，F(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力已達(dá)到年產(chǎn)2.5萬噸水平，其中G-75電子紗達(dá)到年產(chǎn)1萬噸水平。

　　2002年5月中旬，四川玻纖有限責(zé)任公司年產(chǎn)2000萬平方米覆銅板基布工程竣工投產(chǎn)。該公司與重慶國際復(fù)合材料有限公司聯(lián)手合作，利用重慶的G-75電子紗，織造7628電子布，共創(chuàng)國產(chǎn)電子布名牌。

2.1先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)

　　自九十年代初以來，我國陸續(xù)新建的一大批電子級(jí)玻璃纖維工廠都采用了先進(jìn)的池窯生產(chǎn)工藝。拉絲池窯采用了最先進(jìn)的全自動(dòng)控制技術(shù)。玻璃液在池窯熔化部和通路中有合理而嚴(yán)格的溫度控制，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，原絲內(nèi)在質(zhì)量比八十年代采用的坩堝法所生產(chǎn)的，有明顯的提高。

　　原絲在拉制成型時(shí)，采用的浸潤(rùn)劑為改性淀粉型，同時(shí)采用單絲涂油器，使每根單絲表面都均勻地涂覆了薄薄的一層淀粉保護(hù)膜。其單纖維直徑為9微米，原絲號(hào)數(shù)為68.7特克斯。原絲在捻線過程中，在初捻機(jī)上進(jìn)一步采用熱風(fēng)干燥，并嚴(yán)格控制卷線成型的溫、濕度、制成奶瓶形單向低捻紗。紗線的紗質(zhì)均勻，不并股，不接頭，無疵點(diǎn)，卷繞成形良好，捻度為28-40捻/米。

　　低捻的單紗作為緯紗，已經(jīng)能完全符合噴氣織造要求。但是，用作經(jīng)紗時(shí)，僅僅依靠拉制成型時(shí)涂覆的薄層保護(hù)膜，還不能滿足高速噴氣織造要求。必須采取分批整經(jīng)工藝方法，將數(shù)百根單紗，按照工藝要求的密度，張力均勻地分批卷繞到經(jīng)軸上，然后用并軸上漿的方法，將幾個(gè)經(jīng)軸并合成一個(gè)經(jīng)紗片，浸漬漿液，烘干卷繞成密度和張力符合織造要求的漿軸。經(jīng)紗上漿所采用的漿液，采用改性淀粉和聚乙烯醇作成膜劑，并配入適量的潤(rùn)滑劑、滲透劑、柔軟劑、防腐劑等輔助成份，能在經(jīng)紗表面形成柔韌的漿膜，保護(hù)經(jīng)紗順利通過噴氣織機(jī)的高速織造，使之不斷頭，不起毛。

　　目前，我國電子布生產(chǎn)廠家的噴氣織造速度已經(jīng)達(dá)到600~750轉(zhuǎn)/分，能夠確保生產(chǎn)出張力均勻，布面平整、無斷頭、無毛羽的高質(zhì)量玻璃胚布。胚布的卷裝長(zhǎng)度已達(dá)2000m/卷，最高可達(dá)4000m/卷。胚布經(jīng)、緯紗上涂覆著為紡織需要的浸潤(rùn)劑和漿料。這些有機(jī)物的存在，會(huì)防礙玻璃布與樹脂的粘結(jié)。因此，還需要進(jìn)行表面處理。玻璃布的表面處理包括熱處理和表面化學(xué)處理兩個(gè)部份。胚布首先通過連續(xù)熱處理機(jī)組和分批熱處理爐，清除布表面的全部有機(jī)物（俗稱為熱清洗），然后再在表面化學(xué)處理機(jī)組上浸漬硅烷偶聯(lián)劑，最后烘干卷成2000~4000m/卷的布卷，包裝入庫。

2.2玻璃布優(yōu)異的品質(zhì)特性

　　2.2.1玻璃布原絲在控制成型時(shí)，采用的是淀粉型浸潤(rùn)劑，同時(shí)又采用了單絲涂油器，使每根單絲表面都均勻地形成了薄薄的保護(hù)膜，經(jīng)紗在整經(jīng)工序中又經(jīng)過了漿紗處理，表面形成了一層堅(jiān)韌的漿膜，使之經(jīng)緯紗在高速噴氣織造中，不致因機(jī)械磨擦而產(chǎn)生毛羽。織造完畢的胚布，經(jīng)過熱—化學(xué)處理時(shí)，再浸漬硅烷偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑分子兩端含有性質(zhì)不同的反應(yīng)官能團(tuán)。一端官能團(tuán)與玻璃布表面很好地粘結(jié)，另一端官能團(tuán)則能與樹脂很好的粘結(jié)。這樣，通過偶聯(lián)劑的化學(xué)物理作用，能把玻璃布與樹脂這二類性質(zhì)不同的材料“偶聯(lián)”起來，從而保證了覆銅板的物化性能。

　　2.2.2玻璃布原絲質(zhì)量好，其內(nèi)不勻率為0.4482%，經(jīng)、緯紗密度為42×32根/25mm。玻璃布的單位面積質(zhì)量和公差：一類為205±6g/m2，二類為205±4g/m2。經(jīng)、緯向拉伸斷裂強(qiáng)力：經(jīng)向≥294N/25mm，緯向≥250N/25mm，布的外觀疵點(diǎn)平均每百米不大于7.5個(gè)主疵點(diǎn)。值得提出的是，布的單位面積偏差率可達(dá)到±1.80%，超過日本JIS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到美國IPC標(biāo)準(zhǔn)二類質(zhì)量水平，即國際先進(jìn)水平。

　　2.2.3玻璃布采用單向單股低捻紗，捻度只有28~40捻/M，不接頭，紗質(zhì)均勻度高，樹脂很容易浸透，所以板材層間粘結(jié)很牢固，不會(huì)產(chǎn)生微觀分層現(xiàn)象。可確保板材在剪切加工時(shí)不開裂。

　　2.2.4玻璃布在整經(jīng)工序中采用先進(jìn)的分批整經(jīng)工藝，全部整紗均勻地分批卷繞到經(jīng)軸上，然后工軸，再浸漬漿液，經(jīng)噴氣織造成的布面平整挺括，無毛羽，可保證覆銅板生產(chǎn)廠家在布面上膠時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生膠粒等觀疵點(diǎn)，從而使印制電板生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的印制電路板不產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。

　　2.2.5玻璃布的幅寬有1270mm，故上膠壓制再裁邊，完全可保證覆銅生產(chǎn)廠家制造多規(guī)格板材的需要。另外，玻璃布的卷裝量為2000米/卷，最高可達(dá)4000米/卷，故可大大提高覆銅板生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率，同時(shí)還可減少覆銅板生產(chǎn)廠家因玻璃布的卷裝量小，而多次接頭造成的浪費(fèi)，從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益。